Forschung Uni-Forschung: Süßes Doping für Biogasanlagen

Ulm / Christoph Mayer 07.08.2018
Uni-Biologen „dopen“ Biogasanlagen durch Zugabe von Zuckerrübensilage. Das ermöglicht eine flexible Stromproduktion.

Auf dem Strommarkt fluktuieren die Preise im Laufe eines Tages stark. Das zeigt allein ein Blick auf die Internetseite der Deutschen Strombörse in Leipzig, wo Stromanbieter ihre Energie einkaufen. Am 25. Juli abends etwa kostete die Kilowattstunde bis zu 25 Cent – und lag damit fast viermal höher als der Grundlast-Basispreis von rund 7 Cent, der beispielsweise nachts oder auch an sonnigen Tagen mittags fällig wird. Noch drastischer: am 1. August um 7 Uhr sprang der Börsenpreis auf 40 Cent, sagt Prof. Marian Kazda, der an der Universität Ulm über eine bedarfsgerechte Biogasproduktion forscht.

Herkömmliche Kraftwerke, die Kohle oder nuklearen Brennstoff verwenden, haben neben den ökologischen Nachteilen einen weiteren: Sie sind nur in der Lage, konstant Strom zu liefern, können ihr Angebot somit kaum auf schwankende Nachfrage der Verbraucher anpassen. Die einzige Ausnahme bei den konventionellen Kraftwerken sind die gasbetriebenen, die vergleichsweise schnell reagieren können.

Träge Gärprozesse

Mit der langsamen aber stetigen Umstellung auf alternative Energieträger ergibt sich ein weiteres Problem: Öko-Strom lässt sich schlecht speichern. Vor allem Sonne und Wind folgen dem natürlichen Angebot. Sie können nicht flexibel mehr Strom liefern, wenn die Nachfrage sprunghaft ansteigt.  Auch auf Biogasanlagen traf das bislang zu. Sie erzeugen Strom mittels Methangas, das durch Vergärung entsteht – und solche mikrobiologischen Prozesse sind meist träge: im Durchschnitt 120 bis 150 Tage blubbert die in Deutschland überwiegend aus Mais und Gülle bestehende Biogasmaische im Fermenter.

Auch wenn Biogasanlagen nicht die erste Geige spielen, sind sie in Deutschland aus der Stromerzeugung nicht wegzudenken, sagt Kazda. Rund 7000 solcher Anlagen gibt es republikweit, ihr  Anteil an der Stromerzeugung betrug 2016 nach Angaben des Bundesministeriums  für Wirtschaft und Energie etwa fünf Prozent.

„Biogasbetreiber stecken derzeit aber in der Klemme“, weiß der Uni-Biologe. Zum einen, weil die Förderungen in einigen Jahren auslaufen. Zum anderen, weil die Preise für herkömmliche Substrate, mit denen sie gefüttert werden, steigen. Andererseits sind Biogasanlagen aber die einzigen unter den drei großen erneuerbaren Energiequellen, die bedarfsgerecht Strom erzeugen können.

Mit dem auf drei Jahre angelegten und vom Bundeslandwirtschaftsministerium über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe geförderten Projekt „Flexizucker“ wollen Kazda und sein Team Betreibern von Biogasanlagen unter die Arme greifen. Die Idee dahinter ist simpel und erinnert an einen Sportler, der Traubenzucker schluckt und dadurch rasch mehr Energie freisetzt. Genau dieses Prinzip wendet Kazda in Laborversuchen an, indem er der Maissilage schnell verfügbare Kohlenhydrate der Zuckerrübe zufüttert.

Die Dreingabe wirkt dann wie ein „Booster“, ein Beschleuniger, sagt er. Sprich: Die Biogasproduktion steigt unmittelbar nach der Zugabe der Zuckerrübensilage sprunghaft an.

Allein über das Fütterungs­management könne man eine Anlage also so gut steuern, dass man sich die Investition in zusätzliche Biogasspeicher ersparen und trotzdem genau dann mehr Strom erzeugen könne, wenn die Nachfrage hoch ist.

Mit einer bedarfsgerechten Anpassung der Biogasproduktion könnten die Betreiber so deutlich bessere Preise erzielen.

„Das macht Biogasanlagen wieder attraktiver – auch nach dem Ende der Einspeisevergütung“, sagt der Biologe und freut sich über einen weiteren kleinen Baustein zur Energiewende.

Zur Person: Prof. Marian Kazda

Witz Treffen sich zwei Hunde an der polnisch-tschechoslowakischen Grenze. „Warum gehst du in die Tschechoslowakei?“ fragt der tschechische  Hund den polnischen. „Zum Fressen“, antwortet der – „und warum gehst du nach  Polen?“  „Zum Bellen“, sagt der tschechische Hund.

Flucht Der Witz aus den 70er-Jahren, den Prof. Marian Kazda erzählt, beschreibt gut, warum er 1980 – mit damals 23 Jahren – beschloss, aus der Tschechoslowakei zu fliehen. „Wirtschaftlich ging es uns zwar besser als den übrigen Ostblockstaaten, doch unser System war auch deutlich autoritärer als etwa das polnische oder das ungarische.“ Einen Jugoslawien-Aufenthalt nutzte der bergerfahrene Student aus Brno (Brünn), um über die Karawanken nach Österreich zu entkommen.

Karriere In Wien beendete Kazda 1983 sein Studium der Forstwirtschaft. 1985 folgte die Promotion zum Thema „Schwermetalle im Wienerwald“, 1989 wurde er im Fach Forstliche Standortslehre habilitiert. Seit 1995 ist Kazda Professor für Systematische Botanik und Ökologie an der Uni Ulm, seit zehn Jahren leitet er zusätzlich den Botanischen Garten der
Universität.

Forschung Der 61-Jährige forscht an der Verwendung von Bioabfällen zur Produktion von brennbarem Biogas. In der institutseigenen Biogasanlage untersucht Kazdas Arbeitsgruppe Gasbildung, PH-Wert und den Abbau der unterschiedlichen organischen Substanzen im Bioreaktor.

Engagement 2002 erhielt Kazda einen Lehrbonus der Uni Ulm für hervorragende Leistungen in der Lehre. Auch außeruniversitär engagiert er sich: im Ulmer Initiativkreises für nachhaltige Wirtschaftsentwicklung (unw), im Fachbeirat Natur- und Umweltschutz der Stadt Ulm und in der regionalen Gruppe der Schutzgemeinschaft Deutscher Wald.

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